综述
用于现场层的高速数据传送。主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。总线循环时间必须要比主站(PLC)程序循环时间短。除周期性用户数据传输外,
PROFIBUS-DP还提供智能化设备所需的非周期性通信以进行
组态.诊断和报警处理。
①传输技术:RS-485
双绞线.双线电缆或光缆。
波特率从9.6K bit/s到12M bit/s。
②总线存取:各主站间
令牌传递,主站与从站间为主-从传送。支持单主或多主系统。总线上站点(主-从设备)数最多为126。
③通信:
点对点(用户
数据传送)或广播(控制指令)。循环主-从用户数据传送和非循环主-
主数据传送。
④运行模式:运行.清除.停止。
⑤同步:控制指令允许输入和输出同步。同步模式:输出同步;锁定模式:输入同步。
⑥功能:DP主站和DP从站间的循环用户有数据传送。各DP从站的动态激活和可激活。DP从站
组态的检查。强大的诊断功能,三级诊断诊断信息。输入或输出的同步。通过总线给DP从站赋予地址。通过部线对DP主站(DPM1)进行配置,每DP从站的输入和输出数据最大为246字节。
⑦可靠性和保护机制:所有信息的传输按
海明距离HD=4进行。DP从站带
看门狗定时器(Watchdog Timer)。对DP从站的输入/输出进行存取保护。DP主站上带可变
定时器的用户
数据传送监视。
⑧
设备类型:第二类DP主站(DPM2)是可进行编程.
组态.诊断的设备。第一类DP主站(DPM1)是中央
可编程控制器,如PLC.PC等。DP从站是带
二进制值或
模拟量输入输出的驱动器.阀门等.
系统特点
(1)
①速率:在一个有着32个站点的分布系统中,
PROFIBUS-DP对所有站点传送512 bit/s 输入和512bit/s输出,在12Mbit/s时只需1毫秒。
② 诊断功能:经过扩展的PROFIBUS-DP诊断能对故障进行快速定位。诊断信息在总线上传输并由主站采集。诊断信息分三级:
·本站诊断操作:本站设备的一般操作状态,如温度过高.压力过低。
·模块诊断操作:一个站点的某具体I/O模块故障。
·通过诊断操作:一个单独输入/输出位的故障。
(2)
PROFIBUS-DP允许构成单主站或多主站系统。在同一总线上最多可连接126个站点。系统配置的描述包括:站数.站地址.输入/输出地址.输入/输出数据格式.诊断信息格式及所使用的总线参数。每个 PROFIBUS-DP系统可包括以下三种坏同类型设备:
① 一级DP主站(DPM1):一级DP主站是
中央控制器,它在预定的周期内与分散的站(如DP从站)交换信息。典型的DPM1如PLC或PC。
② 二级DP主站(DPM2):二级DP主站是
编程器.
组态设备或操作面板,在DP系统组态操作时使用,完成系统操作和监视目的。
③ DP从站:DP从站是进行输入和输出信息采集和发送的
外围设备(
I/O设备.
驱动器.
HMI.阀门等)。
④ 单主站系统:在总线系统的运行阶段,只有一个活动主站。
⑤ 多主站系统:总线上连有多个主站。这些主站与各自从站构成相互独立的子系统。每个子系统包括一个DPMI.指定的若干从站及可能的DPM2设备。任何一个主站均可读取DP从站的输入/输出映象,但只有一个DP主站允许对DP从站写入数据。
(3)
系统行为
系统行为主要取决于DPM1的操作状态,这此状态由本地或总线的配置设备所控制。主要有以下三种状态:
·停止:在这种状态下,DPM1和DP从站之间没有数据传输。
·清除:在这种状态下,DPM1读取DP从站的输入信息并使输出信息保持在故障安全状态。
·运行:在这种状态下,DPM1处于数据传输阶段,循环
数据通信时,DPM1从DP站读取输入信息并向从站写入输出信息。
① DPM1设备在一个预先设定的时间间隔内,以有选择的广播方式将其本地状态周期性地发送到每一个有关的DP从站。
② 如果在DPM1的数据传输阶段中发生错误,DPM1将所有有关的DP从站的输出数据立即转入清除状态,而DP从站将不在发送用户数据。在次之后,DPM1转入清除状态。
(4)
DPM1和DP从站间的循环数据传输
DPM1和相关DP从站之间的用户数据传输是由DPM1按照确定的
递归顺序自动进行。在对
总线系统进行
组态时,用户对DP从站与DPM1的关系作出规定,确定哪些DP从站被纳入
信息交换的循环周期,哪些被排斥在外。
DMP1和DP从站之间的
数据传送分三个阶段:参数设定.组态.数据交换。在参数设定阶段,每个从站将自己的实际组态数据与从DPM1接受到的组态数据进行比较。只有当实际数据与所需的组态数据相匹配时,DP从站才进入用户数据传输阶段。因此,
设备类型.数据格式.长度以及输入输出数量必须与实际
组态一致。
(5)
除主-从功能外,PROFIBUS-DP允许主-主之间的
数据通信,这些功能使组态和诊断设备通过总线对系统进行组态。
(6)
同步和锁定模式
除DPM1设备自动执行的用户数据循环传输外,DP主站设备也可向单独的DP从站.一组从站或全体从站同时发送控制命令。这些命令通过有选择的广播命令发送的。使用这一功能将打开DP从站的同步及锁定模式,用于DP从站的事件控制同步。
主站发送同步命令后,所选的从站进入同步模式。在这种模式中,所
编址的从站输出数据锁定在当前状态下。在这之后的用户数据传输周期中,从站存储接收到输出的数据,但它的输出状态保持不变;当接收到下一同步命令时,所存储的输出数据才发送到外围设备上。用户可通过非同步命令退出同步模式。
锁定控制命令使得编址的从站进入锁定模式。锁定模式将从站的输入数据锁定在当前状态下,直到主站发送下一个锁定命令时才可以更新。用户可以通过非锁定命令退出锁定模式。
(7)
保护机制
对DP主站DPM1使用数据控制
定时器对从站的数据传输进行监视。每个从站都采用独立的控制定时器。在规定的监视间隔时间中,如数据传输发生差错,定时器就会超时。一旦发生超时,用户就会得到这个信息。如果错误自动反应功能“使能”,DPM1将脱离操作状态,并将所有关联从站的输出置于故障
安全状态,并进入清除状态。